基于BMP法微生物驱动水稻秸秆选择性降解木质素能力研究

基于生物-机械制浆法,通过分析秸秆组分转化模型、微观纤维形态变化和多维力学性能指标,评估5种微生物对水稻秸秆木质素的选择性降解能力。设计一种木质素降解反应器进行试验,结果表明,黄孢原毛平革菌的木质素降解率(53.6%)、优先指数(49.64)和选择性系数(4.0606)均最高;经过其处理的秸秆的抗拉强度、剪切强度、弯曲强度和弹性模量分别提高19.24%、30.35%、8.86%和15.32%。微观形貌分析表明纤维长度、宽度分别减少4.69%和27.32%,长宽比为45.075。仿真模拟表明,反应器具备良好的流动和混合性能。

气吸式榛子捡拾分选机设计与试验

针对榛子收获过程中人工捡拾慢、分选效率低的问题,设计了一种气吸式榛子捡拾分选装置,阐述了其主要结构及工作原理,该机由捡拾装置、分选装置、收集箱、行走装置、风机等部分组成。通过统计分析榛子、落叶和碎石的拓扑形状、物料密度及质量,构建物理仿真模型,进行气—固两相流体力学计算,分析榛子在混杂物中的分选程度,确定分选装置筛板角度、筛板间距离和气体流动速度等参数。进而设计并试制出气吸式榛子捡拾分选机,并进行田间试验。以气吸式榛子捡拾分选机的筛板角度,筛板间位置和气体流动速度为试验因素,净果率为指标进行三因素二次旋转正交组合试验,确定最佳参数组合并进行田间试验验证。结果表明:气体流动速度和筛板角度对榛子净果率影响较为显著,筛板间距为显著,影响指标的因素主次顺序为气体流动速度>筛板角度>筛板间距离。当榛子捡拾分选装置筛板角度为17.13°、两个筛板间距离为251.2mm、气体流动速度为18.4m·s;时,分选榛子净果率为91.49%。田间试验表明所设计的榛子捡拾分选机能够满足作业技术要求。

基于离散元法的秸秆生物炭接触参数标定

为获取秸秆生物炭的离散元仿真参数,采用仿真分析与物理试验相结合的方法对生物炭接触参数进行标定。通过Placket-Burman试验筛选出生物炭离散元显著性影响参数,最陡爬坡试验确定显著性影响参数的最佳范围,Box-Behnken试验确定3个显著性影响参数分别为炭-炭滚动摩擦系数0.097、JKR表面能0.018 J/m^(2)、炭-钢滚动摩擦系数0.256。进行堆积角试验与其Rocky离散元仿真结果对比表明,所确定的参数误差为2.33%,满足仿真分析参数设定要求。